動態(tài)監(jiān)測斷路器觸頭超行程數(shù)據(jù)的技術(shù)方案

（國網(wǎng)滁州供電公司，滁州 239000）

1 引言

斷路器是電力系統(tǒng)中重要的一次設(shè)備開斷裝置，具有良好的開斷和滅弧性能。現(xiàn)階段，在電力系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛的斷路器按照絕緣介質(zhì)劃分主要有真空斷路器和SF6斷路器兩種，真空斷路器在35kV及以下電壓等級的室內(nèi)開關(guān)柜中，SF6斷路器主要應(yīng)用于室外35kV以上電力系統(tǒng)中。真空斷路器的動靜觸頭之間的連接方式主要為對接式結(jié)構(gòu)，而SF6斷路器一般為插入式結(jié)構(gòu)，兩者動靜觸頭連接方式結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。無論何種結(jié)構(gòu)，都會在開斷負荷電流或者短路電流時發(fā)生動靜觸頭之間連接部位的燒損。

圖1 真空斷路器和SF6斷路器兩者動靜觸頭連接方式結(jié)構(gòu)圖

2 斷路器超行程的作用

隨著斷路器運行時間的延長和開斷次數(shù)的增多，會嚴重影響真空斷路器動靜觸頭之間的壓力大小和SF6斷路器動靜觸頭之間的插入深度，使斷路器動靜觸頭之間的接觸電阻值增大，負荷電流過大或者發(fā)生短路故障時會造成電網(wǎng)事故擴大。當負荷電流過大時會使得接觸部位由于發(fā)熱量過大造成燒熔現(xiàn)象，當負荷降下來接觸點溫度冷卻下來后，動靜觸頭之間發(fā)生粘連，無法進行正常分閘；當發(fā)生短路故障時，會使得接觸點由于電流過大發(fā)生熔化，在繼電保護的作用下發(fā)生跳閘，之后燒熔點由于溫度下降發(fā)生凝固，使得動觸頭直徑變大或者長度變短，造成無法正常合閘。如果斷路器在運行過程中動靜觸頭之間有符合要求的壓力或者插入深度，即可防止此類事故的發(fā)生，這就需要提到斷路器超行程。

斷路器超行程的作用有以下幾點：（1）保證動觸頭在發(fā)生燒損后仍舊受力以保障可靠合閘；（2）可給動觸頭分閘一定的初速度，加快分離速度，提升熄弧效率；（3）減少合閘彈跳次數(shù)并降低彈跳幅度；（4）超行程數(shù)據(jù)與觸頭燒損之間具有一定的關(guān)系。因此，有必要加強對斷路器超行程的研究。

3 技術(shù)方案

傳統(tǒng)的斷路器超行程測試方法是利用測試斷路器分合閘速度來間接判斷斷路器的超行程距離，斷路器在不考慮彈跳情況下的速度位移曲線如圖2所示。

傳統(tǒng)方法是離線出廠測試，平時也是在斷路器出故障以后作為診斷性試驗項目，所以無法得知斷路器平時運行過程中的超行程狀態(tài)。因此，本文提出了一種動態(tài)監(jiān)測斷路器超行程動態(tài)的技術(shù)方案，目的是為了實現(xiàn)檢測運行中斷路器觸頭超行程數(shù)據(jù)，進而繪制運行中斷路器合閘過程中的行程波形，為斷路器觸頭燒損程度研究提供數(shù)據(jù)支持，從而進一步研究斷路器滅弧室狀態(tài)評價方法。本技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖2 斷路器速度位移曲線

圖3 動態(tài)監(jiān)測斷路器超行程動態(tài)的技術(shù)方案

本方案主要分為三部分：

（1）激光傳感器安裝在斷路器垂直絕緣拉桿下方，當斷路器合閘時，電流采集模塊一旦采集到合閘回路中有電流，即刻發(fā)送給檢測控制模塊，進而觸發(fā)激光傳感器進行計時并沿著垂直拉桿向斷路器發(fā)射光信號，記錄此刻的激光反射時間為t1，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給檢測控制模塊。

（2）當斷路器合閘到位以后，再次觸發(fā)激光傳感器進行計時并沿著垂直拉桿向斷路器發(fā)射光信號，記錄此刻的激光反射時間為t2，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給檢測控制模塊。

（3）由檢測控制模塊對采集到的數(shù)據(jù)進行計算，超行程距離S超行程計算公式如下：

S超行程=C光速×（t1-t2），C光速為光傳播速度

4 結(jié)束語

超行程數(shù)據(jù)檢測是保障斷路器安全運行的必要試驗項目，本文提出了動態(tài)監(jiān)測斷路器超行程數(shù)據(jù)的技術(shù)方案，將傳統(tǒng)的離線檢測方法改進為在線監(jiān)測方法，并將原來對速度的檢測改進為對時間的檢測，且可直接計算出來超行程數(shù)據(jù)，應(yīng)用更方便，還可以將斷路器每一次開斷的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行匯總，繪制運行中的斷路器超行程波形，為斷路器內(nèi)觸頭燒損情況提供實時數(shù)據(jù)支撐，保障斷路器的安全運行。